概念设计在建筑结构设计中的运用

概念设计在建筑结构设计中的运用

罗晓云

罗晓云

柳州市建筑设计科学研究院广西柳州545001

摘要：随着我国社会经济的发展，建筑行业的规模越来越大，对建筑结构设计水平的提高也更加重要。概念设计的思想被更多的结构设计工程师所接受，并且在结构设计中表现出越来越大的作用。现阐述概念设计和概念设计在建筑结构设计中的重要性，并且着重分析概念设计在建筑结构设计中的应用。

关键词：建筑；结构设计；概念设计

1概念设计的介绍

概念设计指的是在不用数值计算的条件下，具体的分析了用户实际需求后得到的概念产品，这一过程我们称为概念设计。概念设计的过程中是从未知到已知、从大概到仔细、从模糊到清晰的过程，事实上概念设计就是在完整的设计阶段中贯穿设计概念的一种方法。建筑结构对于设计工作来说，概念设计指的是在面对有些不能分析的设计问题时，对结构体系和分体系所做出的解析，同时依赖分析的有关内容和设计人员的实际经验所进行的结构设计工作，从而顺利的做成建筑的抗震设计和总体布置工作。我国科学技术在不断进步和发展，建筑结构的设计水准也在不断提升，在设计过程当中，应将概念设计作为主题思想，并在设计当中将其贯穿整个过程中。

2有关概念设计在建筑结构设计中的重要体现

在建筑结构的设计中，概念设计能体现的作用是十分重要的。概念设计为结构设计师创造了丰富的灵感，同时给设计师的设计工作增添无限的活力，并且保证了结构设计的质量水平。

（1）概念设计十分有效的填补了计算机有些设计的欠缺。计算机在进行建筑结构设计的时候，计算机对于结构设计方案的设计工作是会有一定局限的，这种局限让概念设计的初步设计都无法完成。结构设计时，计算机的应用是较为广泛的，但是其不足是在设计人员使用计算机时，设计人员往往认为使用计算机程序而进行的设计工作是最简单的。因此，设计人员对计算机设计软件产生了非常大的依赖性，忽略了对结构概念的学习，慢慢的降低了他们本身的设计能力。越来越多设计师都没有意识到计算机设计其实是有两面性的。如果选择到了适合自己的软件，就能够提高设计的效率，但是如果选择了不合适的软件，那么可能会导致设计存在一些隐患。伴随着时间的推移，这种潜在的问题会突显出来。为了解决这个问题，就需要能够熟练的应用概念设计，设计师应该加强的自身学习和深入结构概念的理解，能够全面的把握相关内容，然后结合自身去选择最为科学合理的结构方案；

（2）概念设计使结构设计变得更加的完善。设计师必须把结构概念熟练的掌握，这样他们才能有清楚的设计思路和先进的设计理念，还能够十分有效的预防概念混乱和定性错误等相关问题的出现。当发现技术问题的时候，如果能够充分理解概念设计，那么出现技术问题的原因就能够准确快速的找到，然后制定出有效的解决方法。在《建筑结构设计统一标准》当中，根据概念设计，制定了以概念设计为基础，但是更加优秀的结构极限状态的设计准则，这样很大程度上提升了结构设计方案的科学性和合理性。因此，如果把概念设计结合到建筑结构设计中，那样就让结构设计变得更加的完善和可靠。

3概念设计的发展

随着每项设计活动中都显现出概念设计时，有些时候概念设计是有意识的体现，但是你会发现也有一些时候，概念设计往往又是无意识的体现，伴随着科技的不断进步，各种各类的项目设计内容也变得越来越复杂，这又对设计活动带来了更高标准的要求。因此，在设计的过程当中更好的使用概念设计就变得特别的重要了。可是，在推广概念设计这一理念的过程时，由于研究人员是来自各行各业的，所以在有些问题上，研究人员也是不能达到完全的一致的，在具体问题的理解上也是或多或少的存在一定的区别的。由此可见，概念设计在我国还相当于一个蹒跚学步的婴儿。当前阶段，信息化时代已经来临，计算机的使用也变得越来越复杂，所以我们应该进一步的推广和应用概念设计。现阶段，市场上有许多的新型产品都是用概念设计为基础而研发成功的，所以概念设计发展的前景还是非常乐观的。

4概念设计在结构设计中的相关应用

4.1概念设计应用在抗震设计中

在有关抗震设计中，我们很多都是通过一开始设定的尺寸以及砼等级，从而进行结构刚度的计算，再根据计算的刚度推导出地震力，最后再依据推导出地震力算得出配筋的数量。地震力、配筋数量及结构刚度三者之间正比关系，如果地震力强大，配筋数量就多，结构刚度就越强。同理，配筋数量越多，结构刚度就会越强，地震力随之就越强大。从这三者的关系中可以得到，如果一味的增加配筋数量，反而让地震力增强了，所以这不可能是一个好方法。如图1示意图。如果把概念设计思想加入到抗震设计中，就能把设计思路开阔起来了，它让传统单一的思考模式发生了改变，采用了降低作用效应的新思路，为抗震设计进步做出了贡献。比如隔震消能，这种方法就融入了概念设计思想，我们在建筑主体和基础之间设置隔震层，也可以在建筑顶端放置“反摆”，这些有效的措施都可以用来降低地震力。

图1水平地震作用示意图

4.2平面设计

高层建筑设计中的关键控制因素是在水平荷载作用下结构侧移，如何可以满足相关要求又能选择更好的抗侧力体系成为了结构工程师追求的目标。建筑平面的形状应该选用风压较小的形式，并应该考虑到周围高层建筑对其风压分布的影响，还应该考虑有利于抵抗能力和竖向荷载，当在地震的作用下，对于建筑平面的要求是简单规则。对于风荷载作用下则需要适当放宽，因为结构整体弯曲变形所引起的侧移与结构体系抵抗倾覆力矩的有效宽度的三次方成反比例关系，所以不宜建筑宽度很小的建筑物。

4.3概念设计在电算分析中的应用

现如今，信息时代已经到来，计算机技术已经渗入到我国的各行各业中，在建筑行业中，计算机技术也得到了更为广泛的应用。从当先效果来看，计算机技术减少了设计人员的工作包袱，但是由于多因素的影响下，计算机软件自身却也是有着一定的不足，不同软件具体的缺点情况也是有所不同的。因此，如果没有使用适合的计算机软件，那么计算结果也会有很大的不同，所以电算分析也应该运用到概念设计，在使用计算机技术得到相应的结果之后，设计人员应根据自身多年的实际经验以及所学专业知识，对电算结果进行判断，让计算结果更加的可靠和真实。

4.4方案选择中的概念设计

当方案进行选择时，要将概念设计思想运用到方案选择中，能让方案选择更为的合理。在基础方案的选择中，我们应该综合地质条件、结构类型、荷载分布情况、施工条件等各方面因素进行思虑，然后选择出最好的基础方案。在基础设计时，也应该用到概念设计思想，根据地质勘察报告进行设计，万一没有报告，要自己收集相关的资料，了解建筑场地的地质情况等，只有具备充足的信息量才能够让设计变得更准确，应该要注意的是:在同一个结构中，不能够使用其它的结构体系。此外，还应该尽量的发挥地基的潜质，如果可以还应该进行变形验算。

5结语

现代科技在不断发展，我国的建筑结构设计水平也应该不断提升，对于目前的结构设计情况，我们需要在结构设计中提高翻新意识，使设计水平进入一个新的平台。所以，我们在建筑结构中应用了概念设计，成为了结构概念设计，它是在实践和理论相结合的基础上产生的。概念设计在建筑结构设计表现了重要的效果，提高了结构设计的可靠性、创造性，改进了计算机设计中的某些不足，使结构设计方案变得更加完善，从而使建筑结构设计水平进一步提高。

参考文献：

[1]谢宝.浅谈概念设计在建筑结构设计中的应用[J].江西建材,2013(3):37-38.

[2]罗文强.概念设计在建筑结构设计中的运用[J].民营科技，2010（4）:270-126.

[3]汤兰.试论概念设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用，2014（29）:229-229.